Для выполнения большого объема реставрационных работ по камню в интерьере, где наряду с белым итальянским и искусственным мрамором использовались порфир, слоистый сланец, малахит, лазурит и другие породы, применялись индивидуально разработанные методики для каждого вида камня или каждого отдельного случая. Так, для цветных мраморов приготавливали мастики, состоящие из эпоксидных смол, пластификатора — дибутилфталата, отвердителя — полиэтиленполиамина и наполнителей — мраморной муки и пигментов. Если же реставрировалась облицовка из белого серавецкого мрамора, то использовалась более светлая мастика на основе другой синтетической смолы — полибутилметакрилата, растворенного в кенлоле, к которому добавлялась та же мраморная мука. Мастика наносилась на мрамор металлическими шпателями после первой грубой шлифовки. В интерьере Исаакиевского собора впервые для реставрации применялась мастика на основе синтетических смол.
Реставрация мозаик, размещенных в иконостасах собора, не представляла особых трудностей. Специфические свойства этого вида искусства обеспечили ему относительно лучшую сохранность. Смальта выдержала блокадные испытания, и все же состояние мозаик было неравнозначным. Больше всего в реставрации нуждались мозаики в парусах барабана купола. В частности, на юго-восточном («Евангелист Матвей») и северо-западном («Евангелист Иоанн») пилонах разошлись швы, заделку которых должны были осуществить еще в 1914–1917 гг., но этого не сделали, и поэтому возникла коррозия металлических элементов. Реставрационные работы в послевоенное время свелись к тому, что смальты были промыты, протерты войлоком и фетром, а швы заделаны тонированным воском. Проведение сложных реставрационных работ, вызванных продолжающейся коррозией, потребовало укладки бетона в промежутки между мозаикой и стеной. Работы велись до 1949 г.
В годы войны пострадало также лепное убранство собора. Завершающим этапом его восстановления была позолота, ее наносили на слой масляного лака «мордана», которым покрывались восстановленные гипсовые элементы декора. Руководила работами научный сотрудник Специальных научно-реставрационных мастерских Л. И. Васильева.
Для реставрации мраморной облицовки, во многих местах имевшей выбоины, трещины и отдельные утраты, требовалась специальная технология. В результате был разработан новый материал — синтетическая эпоксидная смола вместо цементного раствора.
Панорама города
В особенно тяжелом состоянии оказался витраж, установленный в окне главного алтаря. Его реставрация доставила много хлопот. Уникальное произведение площадью 28,5 кв. метров изготовлено в 1841–1843 гг. в Мюнхене и состоит из многочисленных деталей, вырезанных из цветного стекла, расписанных специальными красками и обожженных в муфельной печи. Во время обжига краски припаивались к стеклу, затем фигурные куски стекла соединяли свинцовыми прокладками в большие квадратные рамы, которые и устанавливались в оконном переплете. В результате повреждений некоторые стекла в рамах оказались разбитыми и их пришлось создавать заново. Кроме того, большое количество стекол получило трещины. Всего в витраже было повреждено более 8,5 кв. метров стекла с изображением облаков, части плаща Христа с золотым шитьем и другие детали. При реставрации необходимо было воссоздать витраж из двухслойного стекла, окрашенного в разные цвета. Так, для передачи оттенков неба отбирали стекла с синим нижним и желтым верхним слоем, а плащ Христа был исполнен из красно-желтого стекла. Для того, чтобы воспроизвести золотое живописное шитье плаща, верхний красный слой осторожно снимали абразивами, и обнажившийся желтый слой создавал нужный узор. С получением цветного стекла была решена лишь часть задачи — предстояло еще расписать его стекольными красками и подвергнуть обжигу. Эту сложную работу выполнила преподаватель кафедры стекла и керамики Высшего художественно-промышленного училища им. В. И. Мухиной Е. В. Попова с помощью специалистов из Экспериментальных мастерских училища.